电厂“能效分析与运行管理系统”的开发应用

电厂“能效分析与运行管理系统”的开发应用

发表时间：2017-12-30T20:31:45.140Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：何垚

[导读] 热力性能在线监测是了解机组能损分布、诊断设备故障、科学评价运行水平和实现运行优化的有效手段。“能效分析与运行管理系统”是基于发电厂厂级监控信息系统（SIS）数据服务器，开发应用服务器，

（河南省电力勘测设计院河南郑州 450007）

热力性能在线监测是了解机组能损分布、诊断设备故障、科学评价运行水平和实现运行优化的有效手段。“能效分析与运行管理系统”是基于发电厂厂级监控信息系统（SIS）数据服务器，开发应用服务器，并通过WEB服务器实现电厂相关数据在线观测功能。

某电厂数据管理系统采用iHistorian实时/历史数据库，具有存储量大，数据传输快速等优点，但“热电厂能效分析与运行管理系统”中多个应用程序模块直接访问iHisotrian实时/历史数据库，进行直接数据交互，对各自所需的数据进行特定的数据处理和检验，使本已繁忙的数据服务器又增加了大量的数据读/写访问，数据库将会难堪重负使其运行效率下降，甚至出现不可预知的问题。

虽然可以直接访问数据交换机读取实时数据，但为分析历史数据，要求“能效分析与运行管理系统”自带数据库，这又将造成已有资源的浪费。因此，必须寻求一套新的系统框架设计思想，既要充分利用现有资源，又不对现有实时数据管理系统产生明显的不利影响。因此针对该电厂构建了如图所示的具有微内核（Microkernel）结构的“能效分析与运行管理系统”框架设计方案。

图1 DataCenter系统框架

基于微内核构架设计的“能效分析与运行管理系统”由DataCenter实时数据平台、数据管理模块、实时数据采集模块、数据校验模块、性能分析模块、报表计算模块、Web网页浏览模块、数据统计模块等组成，微内核DataCenter为虚拟实时数据平台是整个系统的数据基础和数据交换中心，实现对各种数据的快速管理和存储任务，其他各个模块获取iHistorian实时数据，以及各模块间的数据交换均通过DataCenter实时数据平台进行数据操作，避免了多模块重复读取iHistorian实时数据冗余操作，降低了访问iHistorian实时数据库不必要负担，同时又解决了访问iHistorian用户数限制的瓶颈问题。“能效分析与运行管理系统”采用微内核构架，大大增强了系统的可扩展性，用户可十分方便地生产与管理需求添加和删除应序模块，为热电厂能效分析与运行科学、优化管理提供了深度开发平台。（1）数据管理模块。DataCenter实时数据平台中的各种数据点是通过数据管理模块实现数据平台中各种数据点的增加、修改和删除等功能。数据管理模块是唯一能够更改实时数据平台配置的模块，在整个系统中作为管理和维护者存在。

（2）数据采集模块。数据采集模块实现了iHistorian数据库和DataCenter实时数据平台之间的数据互操作任务。数据采集模块是系统的核心子模块，也是整个系统稳定、正常运行的基础和关键。数据采集模块的主要任务包括按设定频率获得DataCenter中输入点的实时值，同时写入DataCenter，供其它模块使用；将DataCenter中需要存历史库的数据点按设定的频率存入iHistorian实时/历史数据库，供日后查询使用。

（3）数据校验模块。数据校验模块主要任务是对进入实时数据平台的各种数据进行必要的检查和校验，剔出错误点，并按照特定的规则实现数据的预测与补齐。数据校验模块是系统的一个可选模块，通过使用数据校验模块，可以提高原始分析数据的准确性和可靠性，从而提高分析结果的准确性和可信度。

（4）性能分析模块。性能分析模块主要实现热电厂各个不同系统的性能分析任务。在对热电厂系统各子系统充分研究的基础上，建立各个子系统的性能计算模型，实现各个系统的性能分析。在微内核构架下，各性能分析模块独立运行，相互之间通过DataCenter数据平台建立数据交换传递联系。由于系统采用微内核框架，单个性能分析模块并不会影响其他性能分析模块的运行，也不会影响整个系统的稳定运行。

（5）Web页面模块。各个子系统性能分析的结果需要通过合适的方式，及时、准确地展现在用户面前。Web页面是当前比较流行的一种信息展现方式，具有方便、快捷等特点。因此，系统的各中计算分析结果将通过Web页面的形式，实现数据的发布。Web页面模块的主要任务就是快速、稳定的将各种信息通过网站的形式发布。

（6）数据服务模块。数据服务模块主要任务是为各个功能模块提供各种数据服务，保证各个子模块能够方便、高效的进行数据操作。目前数据服务模块主要提供WebService形式的数据服务，包括提供经HTTP通道的实时数据获得，经HTTP通道的历史数据获得服务。随着系统的不断完善，数据服务模块将跟随用户和系统需求的变化，提供各种个性化的数据服务。

（7）运行优化模块。基于锅炉受热面传热有效度检测和吹灰经济性分析，给出锅炉优化吹灰运行指导；基于热电厂总产汽量和供热、供电负荷，给出机、炉运行优化组合和负荷优化分配。

（8）运行管理模块。基于运行实时数据，分析、计算主蒸汽压力、主蒸汽温度和抽气（或排汽）压力等可控参数偏差对发电量及热化发电率的影响，由此评价和考核运行操作绩效。对运行数据作统计分析，生成运行日志和统计报表。

（9）辅助及其他功能模块。提供实时数据与历史数据趋势显示、历史数据统计分析和机组运行离线分析。

图2 Web应用界面

采用相对内效率和传热效率作部件分析、等效单元制热电机组作系统综合的自备热电厂母管制机组热力性能监测与运行优化开发思想，由锅炉效率、主蒸汽管道焓降效率、汽轮机相对内效率、锅炉及回热加热器传热效率监测锅炉、主蒸汽管道系统、汽轮机，回热加热器和凝汽器的热力性能，由等效单元制热电机组热力系统描述锅炉、汽轮机和热力系统的等效效率、热电比、能量利用率等，较好地解决了自备热电厂母管制热力系统机组的热力性能监测与分析问题，方法简单、实用。

基于微内核构架 “能效分析与运行管理系统”软件设计，通过微内核DataCenter虚拟实时数据平台，对各种数据的快速管理和存储，避免了多模块重复读取iHistorian实时数据冗余操作，降低了访问iHistorian实时数据库不必要负担，解决了访问iHistorian用户数限制的瓶颈问

题。微内核构架的软件设计，增强了系统的可扩展性，为热电厂能效分析与运行科学、优化管理提供了深度开发平台。